Скважина на воду своими руками ручным и ударно-канатным способом. Скважина для воды своими руками: технологии ручного бурения

Отсутствие источника воды на приусадебном участке особенно остро ощущается в дачный сезон, когда растения требуют регулярного полива, необходимо постоянно наполнять душ, стирать и готовить еду. Даже если за городом имеется централизованное водоснабжение, подключение обойдется не дешево и по ряду причин не всегда представляется возможным. В этом случае оптимальным вариантом является создание индивидуального источника воды - копка колодца или бурение скважины.

Выбор места для бурения скважины

Чтобы загородный участок был постоянно с водой необходимо правильно определить месторасположения скважины. Просто пробурить ствол в любом удобном месте не получится. Если не хватает собственных знаний, то лучше воспользоваться услугами специалистов, которые имеют все необходимое оборудования для проведения геологических исследований и помогут понять где и как правильно пробурить скважину.

Участок для бурения скважины следует выбирать в согласовании с объектами, находящимися на территории усадьбы. Необходимо учесть также постройки, уже имеющиеся у соседей и которые они планируют в будущем. При этом скважина должна быть расположена в удобном месте, чтобы без проблем производить ремонт в случае необходимости.

Необходимо понимать, что основная задача бурения - получить постоянный источник качественной воды, пригодной не только для полива, но и для приготовления пищи. Независимо от того бурите вы на глубине 30 метров или 100, есть большой риск засорения скважины при попадании стоков по наружным стенкам обсадной трубы или при затоплении приямка.

По этой причине правильно бурить скважину под воду в чистом месте, находящемся на безопасном расстоянии от возможных источников загрязнения. Правила СНиП предписывают следующие требования к месту расположения скважины:

• расстояние от скважины до жилых построек должно быть не менее 5 м;
• свалки мусора, выгребные ямы и места складирования навоза - 50-100 м;
• удаленность от промышленных предприятий, кладбищ не менее 300 м;
• от огородных культур, при выращивании которых используются химические удобрения - минимум 20 м;

Скважину на участке запрещается бурить если есть поблизости автомобильные дороги или парковки, поскольку обсадная труба не рассчитана на воздействие интенсивной вибрации, образующейся при проезде транспортных средств.

При планировании работ следует обязательно учесть особенности рельефа. Ни в коем случае нельзя бурить скважину в низине. После дождя или весеннего таяния снега в этом месте неизбежно образуется застой воды, что приведет к затоплению приямка, заиливанию обсадной трубы и необходимости промывки скважины. Но это не самое страшное, что может произойти. При затоплении скважины на участке, есть большая вероятность попадания в воду болезнетворных бактерий, от которых избавиться будет намного сложнее — кишечная палочка способна сохраняться в воде более года.

Для определения неровностей рельефа визуальных наблюдений недостаточно - уклон в несколько градусов глазами увидеть невозможно, а этого будет достаточно, чтобы вода застаивалась. Поэтому перед тем как бурить скважину необходим провести топографическую съемку местности. Обычно ее делают на этапе проектирования дома, но если дом уже построен, а данных нет, то самые низкие точки можно самостоятельно определить по местам скопления воды после дождя.

В случае, если низина является единственным доступным местом для бурения скважины на участке, то выходом послужит устройство системы дренажных каналов, которую необходимо продумать так, чтобы возле приямка ни при каких обстоятельствах не собирались сточные воды. При расположении источников загрязнения выше санитарной зоны, дренажную систему делают максимально удаленной от нее, чтобы сточные воды не доходили до скважины минимум на 10-15 м.

Для бурения скважин большой глубины применяют , расположенные на грузовых автомобилях. Помимо самой установки, потребуется большое количество воды, которую при отсутствии рядом расположенного источника воды обычно привозят бурильщики, а это еще одна машина. Поэтому следует заранее продумать проезд к месту проведения работ и обеспечить свободное пространство для маневрирования транспорта площадью на менее 4х9 м. Буровая установка оснащена мачтой, способной подниматься до 10 м, поэтому над местом, где планируется бурить скважину не должно быть никаких помех.

Некоторые любители комфорта еще на этапе строительства бурят скважину в подвале дома. Делать это нецелесообразно, потому как проблемы могут возникнуть при первой же незначительной поломке. Для того чтобы поднять скважинный насос потребуется пространство высотой в несколько метров, помимо этого, для обслуживания скважины специалисты используют оборудование, с которым будет проблематично работать на ограниченной площади.

Подробнее с технологией бурения скважин можно ознакомиться в видео материале в конце статьи.

На какую глубину бурить скважину

Добычу воды на участке загородного дома можно производить с трех водоносных пластов, глубина которых может отличаться в зависимости от региона:

• «верховодка»;
• межпластовые напорные и ненапорные воды;
• артезианские воды.

Казалось бы, проще всего использовать «верховодку» - она расположена ближе всего к поверхности и нет необходимости глубокого бурения. Но у этой воды есть несколько недостатков, которые делают ее использование проблематичным.

Фактически первый водоносный горизонт - это вода, просочившаяся через рыхлые породы вглубь с поверхности и ее качество очень сомнительное. Она может содержать в своем составе химические удобрения, даже в том случае, если вы их не используете, они легко просачиваются с соседнего участка. Соблазнившись на небольшую стоимость бурения скважины на воду на «верховодке», придется постоянно тратиться на очистку воды, чтобы она была пригодна для приготовления пищи и других бытовых нужд. Помимо этого, такие скважины, из-за ограниченного запаса воды, имеют короткий срок службы. В основном на «верховодке» сооружают колодцы и воду используют исключительно для полива огорода.

Межпластовые напорные и ненапорные воды имеют достаточно высокое качество, поскольку защищены от загрязнения верхним водоупорным слоем. Такая вода вполне пригодна для бытовых потребностей, а объем водоносного горизонта постоянен.

Лучшим качеством обладает артезианская вода — она соответствует всем санитарным нормам, поскольку водоносный горизонт находится на большой глубине и надежно защищен водоупорными слоями от загрязнения поверхностными водами. Срок эксплуатации водяной артезианской скважины самый большой - до 50 лет при стабильном объеме водоисточника. Но для бурения такой скважины согласно закону «О недрах» необходима лицензия и заключение контролирующих органов о пригодности участка для устройства зоны санитарной охраны, которая занимает до 40 соток. Собрать все документы непросто, и не все имеют возможность выделить такой участок земли для санитарной зоны, поэтому бурить артезианские скважины на приусадебном участке нецелесообразно.

В большинстве случаев в качестве источника воды используют второй водоносный горизонт, чтобы понять сколько метров бурить скважину воды необходимо узнать глубину его залегания. Никакие народные методы не помогут этого сделать, определить глубину можно только методом разведывательного бурения.

В какое время лучше бурить скважину

С приходом весны начинается строительный сезон, но для бурения скважины это не самое лучшее время года. Уровень грунтовых вод, вследствие таяния снега, повышен и определить необходимую глубину бурения затруднительно. Летом такая скважина может попросту остаться без воды. К тому же по влажной земле тяжелая техника передвигается плохо, а во время бурения возможны оползни.

Наиболее подходящим временем, чтобы пробурить скважину для воды, считается период с лета до середины осени. В это время уровень водоносных горизонтов стабилен и результаты исследований получаются наиболее точными, к тому же сухая погода позволяет производить работы быстрее. Единственным недостатком бурения в этот период является загруженность компаний, производящих подобные работы, что соответственно влияет на стоимость услуги.

Существует мнение, что буровые работы нельзя производить зимой, что на самом деле не соответствует действительности. Современная буровая техника легко справляется с промерзшим грунтом, к тому же в это время уровень подземных вод минимален, что позволяет попасть в водоносный горизонт максимально точно. Помимо этого, зимнее бурение выгодно и экономически, поскольку заказов в этот период мало и не придется ждать своей очереди.

Вы решили соорудить скважину на собственном участке, чтобы обеспечить дом и семью достаточным количеством чистой воды? Однако вас повергла в шок сумма, в которую обойдется ее бурение? Согласитесь, что это мероприятие хотя и довольно дорогостоящее, но крайне необходимое.

Дороговизна естественным образом заставляет искать альтернативу услугам буровиков. Мы расскажем вам, как пробурить скважину своими руками. Поможем вам разобраться с особенностями проходки и обустройства источника воды - это вполне посильная задача для тех, кто не боится тяжелой работы.

В статье рассмотрены разные способы сооружения скважины. Ознакомившись с ними вы поймете, сможете ли выполнить все необходимые операции. Для лучшего усвоения приведенной информации статья снабжена пошаговыми фото и видео, на которых зафиксирован процесс бурения и изготовления бурового инструмента в домашних условиях.

Перед началом буровых работ следует изучить состав грунта на участке, чтобы хотя бы примерно представить свою будущую скважину.

В зависимости от особенностей пролегания водоносного слоя различают три вида скважин:

• абиссинский колодец;
• фильтровая скважина;
• артезианская скважина.

Абиссинский колодец (или скважина-игла) может быть устроен практически повсеместно. Пробивают его там, где водоносный слой залегает относительно близко к поверхности и приурочен к пескам.

Для ее бурения используют технологию забивки, которая не подходит для сооружения скважин других видов. Все работы обычно можно выполнить в течение одного рабочего дня.

Эта схема позволяет изучить особенности устройства различных скважин, чтобы лучше понять технологию их бурения и выбрать подходящий метод (кликните для увеличения)

Но дебит таких скважин невелик. Чтобы обеспечить дом и участок достаточным количеством воды, иногда имеет смысл сделать две такие скважины на участке. Компактные размеры оборудования позволяют без особых проблем устроить такую скважину прямо в подвале.

Фильтровые скважины, которые также называют скважинами “на песок”, создают на грунтах, где водоносный слой пролегает относительно неглубоко – до 35 метров.

Обычно это песчаные грунты, которые хорошо поддаются бурению. Глубина фильтровой скважины обычно варьируется в пределах 20-30 метров.

На этой схеме наглядно представлено устройство фильтровой скважины. В нижней ее части необходимо установить фильтр, чтобы предотвратить попадание песка и ила в воду

Работы при хорошем раскладе отнимут два-три дня. нуждается в хорошем обслуживании, поскольку постоянное присутствие в воде частичек песка и ила может вызвать заиливание или запесочивание.

Обычный срок эксплуатации такой скважины может составлять 10-20 лет. Срок может быть больше или меньше в зависимости от качества бурения скважины и ее дальнейшего обслуживания.

Артезианские скважины, они же скважины “на известняк”, самые надежные, поскольку водонос приурочен к коренным отложениям. Воду вмещают многочисленные трещины скальной породы.

Заиливание такой скважине обычно не грозит, а дебит может достигать примерно 100 куб.м/ч. Но и глубина, на которую предстоит провести бурение, обычно оказывается более чем солидной – от 20 до 120 метров.

Галерея изображений

Разумеется, бурить такие скважины сложнее, а времени и материалов на выполнение работ уйдет значительно больше. Профессиональная бригада может справиться с работами дней за 5-10. А вот если мы бурим , может понадобиться и несколько недель, и даже месяц или два.

Но усилия стоят того, ведь артезианские скважины могут без проблем прослужить полвека, а то и больше. Да и дебит такой скважины позволяет снабжать водой не только один дом, но и небольшой поселок. Только для устройства подобной выработки не подходят ручные методы бурения.

Физико-механические свойства грунтов также имеют большое значение при выборе метода бурения.

В ходе работ может понадобиться пройти самые различные пласты, например:

• влажный песок , который поддается бурению практически любым способом относительно легко;
• водонасыщенный песок , извлечь который из ствола можно только с помощью желонки;
• крупнообломочные породы (гравийные и галечниковые отложения с песчаными и глинистыми заполнителями), бурят которые желонкой или стаканом в зависимости от заполнителя;
• плывун , представляющий собой мелкодисперсный песок, перенасыщенный водой, вычерпать его можно только желонкой;
• суглинок , т.е. песок с обильными включениями глины, пластичный, хорошо поддающийся бурению шнеком или колонковым стаканом грунт;
• глина, пластичная порода , с бурением которого справится шнек или стакан.

Как узнать, какие грунты залегают под поверхностью, и на какой глубине находится водоносный слой? Конечно, можно заказать геологические исследования грунта, но это процедура не безвозмездная.

Почти все выбирают более простой и дешевый вариант – опрос соседей, которые уже пробурили скважину или соорудили колодец. Уровень воды в вашем будущем водоисточнике будет примерно на той же глубине.

Бурение новой скважины на небольшом расстоянии от уже существующего сооружения может и не пойти по точно такому же сценарию, но скорее всего, будет очень похожим.

Простые методы бурения скважин

Профессиональные бурильщики располагают оборудованием и инструментарием, позволяющими пробурить довольно буквально за пару дней. Но у самодеятельного мастера обычно нет ни таких средств, ни навыков работы с ними. Однако есть способы бурения, которые этого и не требуют. Чаще всего применяется бурение шнеком или ударно-канатный метод.

Способ #1 - бурение шнеком

Как понятно из названия, при этом способе бурения используется шнек или бур. Устройство представляет собой штангу, к концу которой приделан рабочий инструмент. При этом способе бурения также используют долото для разбивки валунов, если потребуется. Конструкция шнека напоминает винт, диаметр которого может быть разным.

Он в буквальном смысле ввинчивается в грунт, а лопасти винта помогают извлечь из ствола выбуренную породу.

На схеме изображено шнековое бурение. Бур закрепляют на треноге и вращают руками, периодически его вынимают, чтобы освободить шахту от разрыхленного грунта

Производится бурение следующим образом:

1. Вращая штангу бура, в грунте проделывают вертикальное углубление.
2. По мере углубления скважины бур с разрыхленным грунтом периодически поднимают на поверхность.
3. По мере удлинения шахты штангу наращивают, присоединяя к ней новые и новые части.
4. Для наращивания штанги используют надежное резьбовое соединение или хомуты.
5. Стены скважины сразу же защищают обсадными трубами.
6. Бур очищают и продолжают работы.
7. Бурят до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой.
8. Водоносный слой рекомендуется пройти полностью и углубиться в расположенный ниже слой грунта примерно на 0,5 м.
9. Бур извлекают из скважины.
10. С помощью буровой штанги внутрь обсадной колонны опускают фильтр.
11. Обсадную трубу приподнимают таким образом, чтобы ее нижний край находился примерно по центру водоносного слоя, а не упирался в грунт.

Считается, что с помощью шнека можно пробурить только относительно неглубокую скважину – около 20-30 м глубиной. Однако многое зависит от состояния грунта. Для бурения рыхлых песков и крупнообломочных отложений рекомендуется использовать желонку.

При шнековом бурении можно использовать буровую установку, которая удерживает оборудование в правильном положении. Чтобы поднимать бур наверх, можно использовать мотор. Если выполняется так называемое “мокрое” бурение, следует предусмотреть место для удаленного из скважины мокрого грунта, отстаивания воды и т.п.

Чтобы облегчить процесс наращивания обсадной трубы, ее положение фиксируют с помощью специальных хомутов, которые можно изготовить самостоятельно

Выбирая бурение шнеком, следует помнить, что наличие воды в стволе скважины разрушительно действует на ее стенки.

Способ #2 - роторное бурение

Говоря о вращательных методах бурения (а именно к ним относится шнековый метод), стоит упомянуть о бурении с помощью ротора. Именно этот метод чаще всего применяют буровики для проходки выработки в скальных породах. Для его реализации используют специальную буровую установку с ротором.

Бурение осуществляется с помощью все того же бура, но вращают его не вручную, а с помощью мотора. Ротор передает движущийся момент на буровую штангу, т.е. и на расположенный в глубине грунта снаряд.

Грунт разрушается, инструмент углубляется в породу. Чтобы ее удалить, в скважину под напором дают воду, которая вымывает мелкие обломки грунта, или вычерпывают все желонкой.

Роторное бурение осуществляется с помощью специальной буровой установки. Изготовить такое оборудование самостоятельно сложно, однако его можно арендовать

Роторный способ не слишком подходит для самостоятельного бурения, поскольку оборудование для него нельзя изготовить за пару часов “на коленке”. Необходимо купить, арендовать или одолжить специальную буровую установку с мотором. Кстати, работают такие устройства не только на электричестве, есть и газогенераторные модели.

Помимо установки нужно оборудование для интенсивной промывки скважины и/или мощный компрессор для ее продувки. Наконец, необходимы навыки работы с такими устройствами.

Бур должен вращаться практически непрерывно, а возникающие нюансы, вроде его застревания в породе, следует решать умело и оперативно. Начинающему мастеру обычно проще работать самодельным буром или желонкой.

При так называемом “мокром” бурении стены скважины намокают, что снижает их прочность, поэтому в скважину следует сразу же опустить обсадную трубу

У роторного бурения все же есть ряд неоспоримых достоинств – это самый быстрый способ бурения, и ему обычно поддаются практически любые грунты. Однако при этом способе бурения, когда в шахте практически постоянно присутствует вода, особенно важно сразу же начать монтаж обсадной колонны, чтобы не допустить обрушения стен.

Способ #3 - бурение желонкой (ударно-канатный метод)

Ударно-канатный метод или бурение желонкой существенно отличается от шнекового и роторного бурения, поскольку в этом случае ничего вращать не нужно.

При бурении абиссинского колодца сначала используют узкий шнековый бур, чтобы пройти твердый грунт и дойти до плывуна

Шланг в такую скважину не опускают, его роль выполняет сама узкая труба. Насос устанавливают прямо на верхнюю часть абиссинского колодца.

Обсадную трубу, которая одновременно с тем является стволом выработки, наращивают отрезками по 1-3 метра, а резьбовые соединения тщательно уплотняют с помощью подмотки и силиконового герметика. Компактные размеры позволяют устроить такой колодец даже в подвале частного дома, чтобы не занимать место на участке.

Абиссинский колодец также называют скважиной-иглой, поскольку устройство обсадной трубы с наконечником-фильтром действительно напоминает иголку. Резьбовые соединения такой трубы следует тщательно уплотнить

Чтобы сделать фильтр скважины иглы, на нижней части трубы делают ряд отверстий диаметром около 10 мм. Перфорированный участок снаружи закрывают слоем специальной металлической сетки галунного плетения. Такой фильтр надежно предотвратит попадание мелкого песка в скважину.

Выясняя, как самостоятельно пробурить или скважину-иглу, методу забивания колонны узких обсадных труб следует уделить пристальное внимание. Эту операцию можно выполнить с помощью штанги или бабки. В качестве штанги используют длинный металлический прут, который постепенно наращивают, поскольку он опускается вместе с обсадной трубой.

Удары прута во время работы приходятся на наконечник. При этом на соединения трубы также испытывают дополнительную нагрузку и могут деформироваться. Иногда, при сильных ударах, муфтовое соединение может просто разорвать в процессе забивания, а это недопустимо. Бабка – это груз с отверстием.

На верхний конец обсадной трубы надевают специальный оголовок, по которому и наносят удары, чтобы забить трубу на нужную глубину. При таком способе забивания нагрузка распределяется более равномерно, однако целостность соединений все же остается под угрозой. Поэтому для бурения абиссинского колодца следует использовать только высококачественные материалы.

В этом случае уместно только резьбовое соединение, которое соосно с центром трубы. Правильно выполнить такую резьбу можно только на токарном станке. Разорванная труба доставит мастеру множество неприятностей, поскольку застрявший в грунте кусок колонны вытащить практически невозможно.

Работы придется начать заново, а расходы заметно возрастут. А вот если пробурить абиссинский колодец по каким-то причинам не удалось, почти все материалы можно использовать повторно.

Изготовление бурового инструмента

Как уже упоминалось ранее, приспособления для бурения можно изготовить самостоятельно, одолжить у друзей, или приобрести изделия промышленного производства.

Иногда буровую установку можно арендовать. Однако цель самостоятельного бурения обычно состоит в том, чтобы максимально снизить затраты. Самый простой способ выполнить бурение дешево – сделать .

На схеме представлено устройство различных инструментов для бурения. С помощью долота особенно твердый грунт можно разрыхлить, а затем его вынимают буром, желонкой или другим приспособлением

Вариант #1 - спиральный и ложковый бур

Ручное бурение можно выполнять спиральным или ложковым буром. Для изготовления спиральной модели берут толстый заостренный прут, к которому приваривают ножи. Их можно изготовить из стального диска, разрезанного пополам. Край диска заостряют, и затем ножи приваривают к основанию на расстоянии около 200 мм от его края.

Бур для шнекового бурения, созданный своими руками, может быть разной конструкции. Обязательные его элементы – ножи с заостренными краями и установленное внизу долото

Ножи должны быть расположены под углом к горизонтали. Оптимальным считается угол около 20 градусов. Оба ножа располагают напротив друг друга. Разумеется, диаметр бура не должен превышать диаметр обсадной трубы. Обычно подходит диск диаметром около 100 мм. Ножи готового бура следует остро заточить, это облегчит и ускорит бурение.

Другой вариант спирального бура можно сделать из стержня и полоски инструментальной стали. Ширина полосы может варьироваться в пределах 100-150 мм.

Сталь следует разогреть и свернуть в спираль, закалить, а затем приварить к основанию. При этом расстояние между витками спирали должно равняться ширине полосы, из которой ее изготавливают. Край спирали тщательно затачивают. Стоит отметить, что в домашних условиях сделать такой бур непросто.

Спиралевидный шнек для бурения можно сделать из трубы и стальной полосы, однако правильно свернуть ленту в спираль, приварить и закалить инструмент в домашних условиях не всегда просто

Для изготовления ложкового бура понадобится металлический цилиндр. В условиях самостоятельного изготовления проще всего использовать трубу подходящего диаметра, например стальную трубу на 108 мм.

Длина изделия должна быть около 70 см, с более длинным устройством будет тяжело работать. На этом корпусе следует проделать длинную и узкую прорезь, вертикальную или спиралевидную.

Самодельный ложковый бур проще всего изготовить из отрезка трубы подходящего диаметра. Нижний край сворачивают и затачивают, а вдоль корпуса делают отверстие для очистки бура

В нижней части корпуса монтируются два ложкообразных ножа, режущая кромка которых затачивается. В результате грунт разрушается и горизонтальными, и вертикальными кромками бура.

Разрыхленная порода поступает в полость бура. Затем его вынимают и очищают через прорезь. Помимо ножей в нижней части бура по оси устройство приваривают сверло. Диаметр отверстия, сделанного таким буром, будет немного больше, чем само устройство.

Вариант #2 - желонка и стакан

Чтобы сделать желонку, проще всего также взять металлическую трубу подходящего диаметра. Толщина стенок трубы может достигать 10 мм, а длина обычно составляет 2-3 метра. Это делает инструмент достаточно тяжелым, чтобы при ударах о грунт производилось его эффективное рыхление.

Галерея изображений

К нижней части желонки приделывают башмак с лепестковым клапаном. Клапан выглядит как круглая пластина, плотно закрывающая нижний срез трубы и прижатая достаточно мощной пружиной.

Впрочем, слишком тугая пружина здесь не нужна, иначе грунт просто не попадет в желонку. При вытаскивании желонки клапан будет прижат не только пружиной, но и грунтом, собранным внутри.

Нижний край желонки затачивают вовнутрь. Иногда у краю приваривают острые куски арматуры или заточенные куски металла треугольной формы.

Шаг 10: Бурим сквозные отверстия, проходящие через трубу и рамку

Шаг 13: Устанавливаем отрезок арматуру в пробуренные отверстия, завариваем или расплющиваем кувалдой края

Соединение клапана с башмаком трубы

После того, как скважина готова, следует обратить внимание на ряд важных нюансов. Например, чтобы вода в скважине оставалась свежей, нужно обеспечить приток в обсадную колонну свежего воздуха.

Для этого делают несколько вентиляционных отверстий. Верхнюю часть скважины не стоит замуровывать, ее закрывают откидной крышкой, чтобы при необходимости можно было достать насос, осмотреть колонну и т.п.

По окончании работ следует обязательно отдать на анализ воду из скважины , чтобы проверить на содержание различных примесей. Любые проблемы с состоянием воды обычно решаются путем подбора подходящих фильтров.

Воду на анализ отбирают не сразу же после бурения, а спустя некоторое время, чтобы из нее ушли загрязнения, вызванные бурением.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Обзор различных самодельных инструментов для бурения – буров, желонки и прочих снарядов:

Видео #2. Демонстрация ударно-канатного способа бурения:

Видео #3. Процесс создания абиссинского колодца:

Бурение скважины нельзя назвать простой задачей, которая под силу любому желающему. И все же множество мастеров справились с этим делом и обеспечили свое жилище автономным водоснабжением. Целеустремленность и правильные действия обычно приводят к желаемому результату.

Обнаружились неясные моменты в ходе ознакомления со статьей? Есть желание задать вопросы по теме? Пишите, пожалуйста комментарии в блоке, находящемся под текстом статьи.

Откуда появилось мнение, что бурение скважин напоминает пробуривание лунки для зимней рыбалки? Возможно, так начали считать еще в глубокой древности, когда только знаменитый Архимед изобрел свой винт. Популярность технического новшества античности была так высока, что люди просто не видели иной альтернативы. Так прошли целые века, и мнение о незаменимости винта Архимеда прочно укоренилось в сознание человечества.

В наше время такой тоже имеет место, так как во многих случаях он просто незаменим. Недостаток способа только в том, что при опускании на большие глубины и при наличии «тяжелых» пластов породы необходимо иметь в наличии бур, отличающийся особой прочностью. На легких же почвах вполне можно обойтись и без наличия дорогостоящего оборудования.

Что потребуется для бурения водой?

Схемы гидравлического размыва грунта в процессе бурения: а — однотрубный монитор, б — двухтрубный монитор, в — двухтрубный монитор с воздухом, г — трехтрубный монитор, д — монитор с гидроэлеватором, 1 — вода высокого давления, 2 — вода низкого давления.

В последние годы добыть воду из глубин земли помогает именно сама вода. А если сказать точнее, то для бурения используется вода под давлением. Смысл такого бурения состоит в том, что высокое давление воды способно разрушать связи между частицами породы и вымывать в толще земли отверстия. Что же необходимо, чтобы осуществить бурение водой? Перечень устройств и материалов не отличается своей обширностью, так что вам потребуются лишь такие инструменты:

• емкость с водой;
• гидробуровая установка;
• электрический генератор;
• шланги, выдерживающие высокое давление.

Сама установка для бурения не имеет особенных технических тонкостей и не отличается крупными габаритами. Главное, правильно организовать процесс бурения водой под давлением.

Технология проведения работ

Изначально проводится бурение скважины любым способом на небольшую глубину. Главное, чтобы обсадная труба вошла в скважину на половину своей длины. Далее организуется подача воды к наконечнику буровой установки, и эта система опускается в обсадную трубу практически до упора с почвой.

После включения генератора (или подключения к электрической сети) начинает работать электромотор и подавать через шланги воду к наконечнику буровой установки. Мотор способен создавать высокое давление воды, но его еще усиливает и сужение на конце шланга (как брандспойт у пожарных). Напоминаем, что скорость движения воды пропорционально диаметру сечения выходного отверстия. Скорость воды на выходе получается очень высокой. За счет этого и происходит вымывание частиц породы.

Смесь воды и песка поднимается на поверхность за счет того же давления. Оператору остается только создавать вращательные (поступательные) движения установки и своевременно опускать ее и обсадную трубу. При опускании последней на всю длину, установку для бурения водой отключают и поднимают на поверхность. Далее производится наращивание обсадной трубы (соединение со следующим коленом), и весь процесс бурения скважины повторяется аналогично описанному выше.

Вода может использоваться как проточная, так и ранее использованная. Если при бурении скважины проточной водой вы больше заботитесь о состоянии буровой установки, то при использовании воды замкнутого цикла увеличивается скорость бурения. Судите сами: вода, обогащенная частицами песка, имеет больше возможности «разрушить» породу. Проблема может только возникнуть по причине засорения шлангов и подающих жиклеров.

Как обойтись без буровой установки?

Бурение скважины с помощью воды можно осуществить даже без наличия специальной буровой установки. Если принцип бурения скважин вам понятен, тогда собрать нечто подобное может любой мастер. Мастера-самородки описывают свои . Описанные самодельные устройства не отличаются надежностью, но компенсируют этот недостаток за счет своей простоты в изготовлении и использовании.

Обычно бурение скважин проводят с помощью металлической трубы, компрессора и нескольких насосов.

Берется для этого толстостенная металлическая труба длиной около 1 м. В нижней части трубы прикреплены 2-3 трубки небольшого размера. К ним организуется подача воды. В верхней части трубы закреплен самый простой насос.

Начало всего процесса бурения скважин аналогично описанному ранее способу. Далее включается подача воды и откачка отработанной жидкости на поверхность насосом. С откачкой грязной воды насос справляется надежно только на начальном этапе бурения скважины. По мере углубления возрастает нагрузка на мотор, поэтому он перегорит непременно. Народные умельцы подсчитали, что для получения скважины глубиной около 25 м потребуется 2-3 насоса.

Используйте несколько клапанов

Такое бурение скважины среди людей получило название «варварский способ» за грубое обращение с техническими устройствами. Более «продвинутые» мастера предлагают бурение скважины с помощью воды делать технологичнее и использовать для процесса компрессор и систему клапанов, которые позволят поднимать воду на поверхность без перегрузок для электромоторов. Напор воды при этом значительно увеличится за счет понижения давления вблизи наконечника бура.

Скважина на глинистой почве

Бурение скважины с помощью напора воды возможно далеко не всегда, как это может показаться изначально. Очень сложно бурить скважины отмеченным способом на залежах глины или более плотных породах. Бурение скважины на глинистой почве водой возможно только при использовании зубчатого наконечника буровой установки. Получится нечто среднее между гидробурением и обычным способом бурения.

Наконечник бура будет механически повреждать поверхность, а напор воды размывать породу на мелкие фракции. Такой способ практически всегда и используется. Недостаток будет здесь только один: невозможно угадать плотность слоя породы на месте бурения скважины, поэтому часто получается так, что обсадная труба находится внутри своеобразного колодца, получившегося по причине вымывания грунта с внешней стороны трубы. Этот недостаток устраняется путем засыпания щебнем.

Польза от этого двойная: обсадная труба получает дополнительное крепление со стенками колодца. Щебень еще противостоит и попаданию песка в полость скважины. Правда, работает это только на первых порах. В дальнейшем песок все равно будет попадать в скважинное отверстие, поэтому потребуется чистка. Кстати, чистка скважины тоже может быть произведена с помощью той же буровой установки, которая использовалась при бурении.

Бурение скважин с помощью воды является самым экологически чистым способом получения скважин. После выполнения скважинного столба таким методом, достаточно лишь вывезти поднятый водой песок с вашего участка и можно будет приступать к монтажу остального оборудования: насоса, датчиков давления и всей гидросистемы вашего дома.

Стоит ли браться за самостоятельное бурение скважин — решать вам. Но есть мнение, что опытные специалисты с высокотехнологичным оборудованием сделают это более качественно и за более короткий промежуток времени. Ведь на их счету, как правило, уже множество качественных скважин.

Точно и однозначно ответить на вопрос, когда бурить скважину – зимой или летом, сложно. Определение самого подходящего периода зависит от того, с какой целью оборудуется источник воды. Другой фактор, который может существенно ограничить возможность использования техники – характеристики самого участка, его расположение.

Техника, оборудование и инструменты, используемые специализированными компаниями, практически не имеют ограничений по проведению работ в мороз или жару. Единственное условие для организации работ – возможность обеспечить легкий доступ техники на площадку.

Зимнее бурение: техника работает в любое время года

От чего зависит выбор времени года для бурения

Больше шансов с первого раза получить качественную скважину, вода из которой не уйдет через несколько сезонов, когда есть точная информация о водоносных слоях, их насыщенности, расположении. Ориентироваться можно на соседские участки, выяснив, на какую глубину забиты скважины, колодцы и не возникает ли проблем с водоснабжением в жару. Если планируется обустройство источника для постоянного интенсивного использования, лучше провести разведывательные работы. Организации, занимающиеся непосредственно бурением, располагают готовыми картами водоносных слоев местности.

Для чего вода: как выбрать тип скважины

Изучив расположение водоносных слоев, определяемся с типом скважины, оптимальным по стоимости и дебиту:

• Колодец и неглубокие скважины, глубиной до 15 м. Обеспечивают водой для полива, строительных работ. Обустраивают без ограничений по сезону, лучшее время – лето, осень, поздняя весна.

• Скважины для питьевой воды забивают в глубину до 50 м, до достижения насыщенного водоносного слоя. Обустраивают в любое время года, кроме весны.

• Артезианские. Вода из глубоких известняковых слоев считается самой чистой, загрязнения источника не происходит. Работы проводят в период, когда можно бурить скважину так, чтобы нанести строительными работами минимальный урон участку.

Определение подходящего времени года для бурения зависит от вида и назначения источника

Характеристики участка – выбираем место для бурения

Окончательно принять решение, когда лучше бурить скважину под воду и спланировать бюджет на работы можно после определения точного места бурения. Необходимо учесть, что расстояние от дома должно быть минимальным, но не ближе, чем 3 м от края фундамента. Нельзя обустраивать колодец или скважину в самом низком месте участка. Если имеется ярко выраженный уклон, следует предпочесть среднюю часть – удастся сэкономить на глубине бурения.

Важно! Крайне нежелательно бурить в непосредственной близости от соседского водозабора. Расстояние должно быть не менее 50 м, идеальный вариант – 100 м. Также важно выбрать площадку, где не скапливается вода после осадков.

Особенности сезонного бурения

Единственное время года, когда бурить спецтехникой нецелесообразно – весна. Причины – в природном состоянии грунта. Перенасыщенная влагой земля не в состоянии удерживать стенки шахты, высокий уровень грунтовых вод затрудняет работу техники. Движение тяжелой машины с установкой по размокшему грунту приведет к серьезному повреждению участка.

Выбрать идеальное время, когда лучше бурить скважину, можно зимой или летом, осенью, – у каждого сезона свои преимущества и недостатки. Используя нетрадиционный подход, можно и сэкономить.

Зимнее бурение – экономия и чистота

Толстый слой снега и мороз – не помеха для бурения

Специалисты считают зиму идеальным временем для обустройства глубинных (на песок) и артезианских скважин. Как ни странно, погодные условия обеспечивают массу преимуществ:

• Риск ошибки минимален – уровень грунтовых вод самый низкий в году.

• Техника легко справляется с промерзшим верхним слоем.

• Не возникает проблем с поставкой технической воды для работ.

• Отпадает необходимость утилизировать большое количество глины из шахты.

• Минимум грязи на участке.

• Нет риска повреждения газона, обустроенных дорожек, растений.

Обратите внимание! Зимой можно сэкономить на бурении до 20% стоимости и избежать длительного ожидания, ведь ажиотаж традиционно спадает к концу осени.

Летний бум: идеальные условия и нехватка техники

Летом стоит позаботиться о доступе спецтехники и достаточном количестве технической воды

Идеальные условия и время, когда лучше бурить скважину летом – июль, август. К этому времени уровень грунтовых вод достигает сезонного минимума, и есть возможность точно определить дебит скважины. Среди преимуществ летнего обустройства водозабора:

• Устойчивость и сухость грунта.

• Благоприятные условия – длинный световой день, минимум осадков.

• Абсолютная точность разведывательных работ.

Среди недостатков – необходимость убирать большое количество глины (желательно успеть до осенних дождей), техника может повредить газон, растения, дорожки. Также тем, кто запланировал работы на лето, нужно подготовиться к тому, что цены в пик сезона будут выше на 10 – 20%, а ждать свободную бригаду придется долго.

Можно ли пробить скважину в межсезонье

Весной и осенью легко вручную обустроить неглубокую скважину, колодец

Начало и середина осени практически ничем не отличается от летнего сезона, если погода не подведет. Осенью можно обустроить артезианские и скважины на песок, колодцы для хозяйственных нужд. К концу сезона без ограничений можно пробурить скважины глубиной до 25 м.

В межсезонье можно выбрать момент, когда лучше бурить скважину на дачном участке на небольшую глубину самостоятельно. Для ручного бурения подойдут месяцы, когда грунт насыщен влагой – весной и в конце осени. Именно в это время лучше провести работы, если нет возможности задействовать технику.

Выбираем лучшее время: о чем нужно позаботиться

Запланированное на лето и начало осени бурение следует заказать заранее. До начала работ нужно подготовить все необходимые расходные материалы, определить место расположения гидротехнического сооружения. Учитывая объем работ, подготовить участок для складирования грунта из скважины.

Планируя зимнее обустройство, следует учесть особенности погоды – работы могут проводиться при температуре до -20 о С. Еще одно преимущество бурения зимой – возможность доступа техники к сложным участкам, куда доставить оборудование в другое время года затруднительно.

Бурение скважины на воду – сложный и тяжелый, но интересный и увлекательный труд. И, на сегодняшний день, самый доступный способ наладить независимое водоснабжение: при нынешней стоимости питьевой воды затраты на самостоятельную проходку, оборудование и обустройство скважины окупаются менее чем за год. Если, разумеется, не возить к речке бочку на тачке, рискуя крепко слечь с чем-то таким, от чего у врачей глаза над масками округлятся.

Земля и вода в ней – сложная природная система. Поэтому пошаговых инструкций и поэтапных руководств по буровому делу нет смысла давать: все равно в глубине что-то да окажется нет так. Однако горняки давно уже научились преодолевать почти любые неожиданности подземного мира. И в данной статье на основе этого опыта даются сведения, необходимые начинающему буровику для того, чтобы если не первая, то вторая скважина своими руками дала воду в нужном количестве хорошего качества.

Куда бурить?

Общая схема формирования водоносных пластов в природе показана на рис. Верховодка питается преимущественно осадками, залегает в пределах примерно 0-10 м. Верховые воды могут быть пригодны для питья без глубокой обработки (кипячение, фильтрация через шунгит) лишь в отдельных случаях и при условии регулярной проверки проб в органах санитарного надзора. Тогда, и для технических целей, верховодку берут колодцем; дебет скважины в таких условиях будет мал и очень нестабилен.

Скважина для воды своими силами бурится в межпластовые воды; выделено красным на рис. Артезианскую скважину, дающую воду наилучшего качества очень долгое время, забурить самостоятельно невозможно, даже если есть в распоряжении подробная геологическая карта местности: глубина залегания, как правило, более 50 м и лишь в исключительных случаях пласт поднимается до 30 м. Кроме того, самостоятельная разработка и добыча артезианских вод категорически, до уголовной ответственности, запрещена – это ценный природный ресурс.

Чаще всего пробурить скважину своими силами удается в безнапорный пласт – пропитанный водой песок на глиняной подстилке. Такие скважины и называют скважинами на песок, хотя безнапорный водоносный слой может быть гравелистым, галечниковым и др. Безнапорные воды залегают примерно в 5-20 м от поверхности. Вода из них чаще всего питьевая, но только по результатам проверки и после раскачки скважины, см. далее. Дебет невелик, 2 куб. м/сутки считается великолепным, и несколько колеблется в пределах года. Обязательна отфильтровка песка, что усложняет конструкцию и эксплуатацию скважины, см. далее. Отсутствие напора ужесточает требования к насосу и всему водопроводу.

Напорные пласты лежат уже глубже, в диапазоне около 7-50 м. Водоносный пласт в таком случае представляет собой плотные водоупорные трещиноватые породы – суглинок, известняк – или рыхлые, гравийно-галечниковые отложения. Вода наилучшего качества получается из известняков, и скважины такие служат дольше. Поэтому скважины водоснабжения из напорных слоев называют скважинами на известняк. Собственный напор в пласте может поднимать воду почти до поверхности, что намного упрощает обустройство скважины и всю систему водоснабжения. Дебет большой, до 5 куб. м/сут, и стабильный. Песочный фильтр чаще всего не нужен. Как правило, первая же проба воды анализ проходит «на ура».

Примечание: а как узнать, какой пласт в данном месте есть и доступен? Методы поиска воды для бурения скважины в общем те же, что и при . В Средней Полосе РФ безнапорную воду почти всегда можно найти в пределах первых 20 метров глубины.

Важные обстоятельства

Первое: массовый неконтролируемый забор безнапорных вод может привести к т. наз. суффозии грунта, вследствие которой внезапно и непредсказуемо возникают его провалы, см. рис.

Второе: критическая глубина самостоятельного бурения на равнинной местности в РФ составляет 20 м. Глубже – стоимость заказной скважины под ключ оказывается меньше прямых и косвенных затрат на «самобур». Вдобавок вероятность неудачи приближается к 100%

Третье: срок эксплуатации скважины сильно зависит от регулярности водозабора из нее. Если брать воды понемногу по мере расходования, то скважина на песок прослужит около 15 лет, а на известняк до 50 лет и более. Если же периодически выкачивать все сразу или, наоборот, брать эпизодически, то скважина иссякнет через 3-7 лет. Ремонт же и повторная раскачка скважины дело настолько сложное и дорогое, что проще забурить новую. Если вас это обстоятельство удивляет, учтите – ремонтируют-то не трубу в земле, а водоносный пласт.

Исходя из этого, уже можно посоветовать: обнаружив безнапорную воду не глубже 12-15 м, не торопитесь радоваться, лучше пробуриться еще насколько возможно, чтобы выйти на известняк. А лучше всего не полениться и произвести разведочное бурение скважиной-иглой, см. далее. Сделать скважину-иглу возможно буквально за выходные, сложного и дорогого оборудования не требуется. И она же может быть временным источником водоснабжения, пока вы не определитесь по времени, деньгам и пр. с постоянным.

Примечание: скважину-иглу на воду называют (подробнее по ссылке). Пробить его можно буквально из подвала дома, как в ролике ниже:

Видео: абиссинский колодец в доме

Колодец или скважина?

То, что копка колодца неизмеримо более тяжкий, сложный и опасный труд, чем бурение скважины, известно, как и то, что правильно обустроенный колодец ремонтопригоден. Но есть между ними еще и принципиальная разница. Воду из колодца вычерпывают, сколько земля даст, т.е. сколько из пласта натечет. А действие скважины подобно отбору крови из вены донора. Именно поэтому срок службы скважин ограничен и они способны катастрофически изменить геологию местности. Колодец же способен давать воду десятилетия и столетия, а пробитый в скальном грунте – тысячелетия, никак не влияя на местную экологию и геологию. Поэтому частные скважины на воду бурят, имея в виду в дальнейшем либо построить коллективный артезианский водопровод (артезианские скважины долговечны и экологически безопасны), либо, собравшись с духом и средствами, выкопать колодец. Систему водоснабжения дома при этом строят капитально, т.к. ей в общем лишь бы напор был, кроме некоторых нюансов, см. далее. А брошенную скважину тампонируют бетонным раствором и землю вокруг нее возвращают на хозяйство.

Виды скважин

Буровая скважина представляет собой длинную узкую полость в горной породе – ствол. При бурении в ствол опускают буровой инструмент (буровой снаряд или просто бур) на жесткой сборной штанге из труб (буровая колонна или буровая штанга) или тросе. В стволе помещается труба или несколько концентрических труб – обсадка (case pipe, case string) – предохраняющая стенки ствола от обрушения и держащая давление породы. Обсадка может сидеть в стволе плотно или с некоторым промежутком – затрубным пространством; его заполняют засыпкой либо глиной (глиняный замок) или заливают бетоном. Нижний конец ствола может быть открытым, заглушенным или оканчиваться ступенчатым сужением – забоем. Внизу или в забое добычной скважины для жидких ископаемых делают заборное устройство. Верхняя часть обсадки называется оголовком скважины. Вокруг оголовка или в нем помещают комплекс устройств, составляющих обустройство скважины. Из множества конструкций скважин самостоятельно проходят более всего виды, представленные на рис; более подробная схема скважины с обсадкой показана там же, поз. 5.

1 – скважина-игла. Буровая штанга, обсадка и буровой снаряд составляют одно целое; бур так и остается в земле. Проходят скважину-иглу ударным способом, см. далее. Копёр, набор буровых инструментов и пр. оборудование для бурения скважин с отдельной обсадкой для скважины-иглы не требуется, см. рис. справа. Скорость проходки доходит до 2-3 м/час, а предельная глубина, достигнутая таким способом, составляет около 45 м. Скважины-иглы применяют для устройства абиссинских колодцев, особенно на даче. Дебет скважины-иглы невелик, но в летнее время достаточно стабилен. Срок ее службы не зависит от интенсивности и регулярности водозабора, однако непредсказуем: есть абиссинские колодцы, дающие воду вот уже более 100 лет, но может иссякнуть за полгода. Ремонту скважина-игла не подлежит, пройти ее можно только в не очень плотных и однородных грунтах. Максимальный диаметр буровой штанги при бурении без копра – до 120 мм, что достаточно для погружного насоса калибром 86 мм.

Примечание: при бурении разведочной скважины-иглы лучше обойтись простым фильтром, слева на рис.

2 – несовершенная скважина. Она как бы висит в пласте. Не требует тонкого знания геологии и навыков буровых работ, но дебет меньше и качество воды хуже максимально возможного для данного пласта. Качество воды можно получить максимальное, если скважина внизу заглушена. Кроме того, возможно т. наз. затягивание бурового инструмента и обсадной трубы вглубь. «Самомобойные» скважины чаще всего несовершенные; большая часть дальнейшего материала касается их. Несовершенными бурят и скважины в мощных водоносных пластах, т.к. при заглублении в пласт уже на 1,5-2 м дебет стабилизируется и глубже почти не растет.

3 – совершенная скважина. Обсадка опирается на кровлю подстилающего водоупорного пласта. Дебет и качество воды максимальны, но для проходки совершенной скважины необходимы точные знания местной геологии и опыт буровика, иначе, во-первых, обсадку может затянуть в подстилающий пласт, если он пластичен. Во-вторых, можно при бурении проткнуть подстилку, и вода уйдет вниз; это особенно актуально в засушливых местах с тонкими пластами. В-третьих, всего 1 неправильно забуренная совершенная скважина способна причинить серьезный ущерб местной экологии.

4 – скважина с забоем. Может быть как совершенной, так и несовершенной. Забой облегчает обслуживание скважины и делает ее до некоторой степени ремонтопригодной, но бурить скважину с забоем должны опытные буровики по данным местной геологии.

Примечание: в некоторых источниках забой скважины называют зумпфом. Это неверно и по-немецки, забой скважины и зумпф колодца совершенно разные вещи.

Способы бурения

Самостоятельно бурить скважины можно следующими способами:

1. Вращательным, или роторным – буровой снаряд вращается, вгрызаясь с породу;
2. Ударным – по буровой штанге бьют, заглубляя буровой снаряд в породу, так бурят скважины-иглы;
3. Ударно-вращательным – штангу с буровым снарядом несколько раз приподнимают и с силой опускают, разрыхляя породу, а затем вращают, забирая ее в полость снаряда, см. далее;
4. Канатно-ударным – специальный буровой снаряд поднимают-опускают на канате, забирая им породу.

Все эти способы относятся к сухому бурению. При гидробурении рабочий процесс происходит в слое воды или специального бурового раствора, увеличивающего податливость породы. Гидробурение неэкологично, требует дорогого специального оборудования и большого расхода воды. В любительских условиях его применяют в исключительных случаях, в крайне упрощенном и ограниченном виде, см. далее.

Сухое бурение, кроме ударного без обсадки, бывает только прерывистым, т.е. бур приходится то опускать в ствол, то извлекать из него, чтобы выбрать породу из бура. В профессиональном гидробурении размельченная порода выносится отработанным буровым раствором, но любителю нужно твердо знать: пройти за 1 цикл бурения ствол на глубину, большую длины рабочей части инструмента, нельзя. Даже если бурить шнеком (см, далее), его нужно поднимать и вытряхивать породу из витков максимум через 1-1,5 м проходки, иначе дорогой инструмент придется отдать земле.

Установка обсадки

У внимательного читателя, возможно, уже возник вопрос: а как ставят в ствол обсадку? Или, как поднимают/опускают бур, который, по идее, должен быть шире ее? В профессиональном бурении – разными способами. Самый старый иллюстрирует рис. справа: ось вращения инструмента смещают относительно его продольной оси (обведено красным), а режущую часть выполняют несимметричной. Шейку бура делают конической. Все это, разумеется тщательнейшим образом просчитывается. Тогда в работе бур описывает окружность, выходящую за обсадку, а при подъеме его шейка скользит по ее краю и бур проскальзывает в трубу. Это требует мощного точного привода буровой колонны и ее надежного центрирования в обсадной трубе. По мере заглубления обсадку наращивают сверху. Любителям сложная спецтехника недоступна, поэтому устанавливать обсадные трубы им возможно следующими способами:

• Бурят «голый», без обсадки, ствол на полную глубину буром большего, чем обсадная труба, диаметра, а затем опускают в него обсадные трубы. Чтобы вся колонна не ухнула вниз, пользуются 2-мя бурильными воротами: одним удерживают уже ушедшую в скважину трубу, см. рис. справа, а второй устанавливают на новую, прежде чем снять первый. Только тогда колонну осаживают в ствол, если сама уже не идет. Этот способ нередко используется любителями на достаточно плотных, адгезирующих (прилипчивых) и связных (не сыпучих) грунтах на глубину до 10 м, но сколько скважин при этом обрушилось, сколько буров и обсадки было потеряно – статистики нет.
• Бур берут меньшего диаметра, а нижнюю обсадную трубу делают с расходящимися заточенными зубьями (коронкой) или снабжают режущей юбкой. Забурившись на 1 цикл, бур полнимают, а трубу принудительно осаживают; коронка или юбка срезают излишки грунта. Этот способ замедляет бурение, т.к., прежде чем начать новый цикл, нужно желонкой (см. ниже) выбрать осыпавшийся грунт, но надежнее, облегчает гравийную засыпку затрубного пространства и позволяет применить наружный песочный фильтр, см. далее.

Буровой инструмент

Теперь посмотрим, каким буром какой грунт и каким способом нужно бурить, см. рис. справа:

Режушие кромки всех буров выполняются из закаленной стали. Чертежи самодельных бура-стакана, аналога ложкового бура (режущие лопасти устанавливаются пропеллером под углом 3-10 градусов) и схема желонки показаны на след. рис. справа. Внешние диаметры всех этих буров можно менять смотря по калибру скважины.

Как бурят?

Мобильные буровые установки, позволяющие забуриться прямо «с земли», вроде той, что на рис. слева,

в аренду, увы, не сдаются: управление ими требует профессиональной подготовки а самый факт владения, пусть и временного – лицензии на буровые работы. Поэтому начинать нам придется по старинке, по-горщицки – с самодельного копра, если только не бьется бабой скважина-игла.

Копёр

Простейший копёр – тренога из бревен или стальных труб в виде равностронней трехгранной пирамиды – тетраэдра, поз. 1 на рис. ниже. Такая конструкция очень прочна и жестка при минимальном расходе материала. Высота тетраэдра равна 0,8165 длины его ребра, т.е. из обычных 6-м бревен с учетом заглубления ног копра в грунт получится тренога высотой около 4,5 м, что позволит применять колена обсадной трубы до 3 м длиной. Вообще-то высоту копра берут на 1,2-1,5 м выше максимальной длины того, что будет опускаться в ствол.

Ноги копра можно от разъезжания скрепить рамой из тех же бревен/труб, но ради экономии материала можно и вкопать в грунт на 0,7-0,8 м, подложив горизонтально под пятку каждой отрезок бревна длиной около 1 м – лежень. Собирают шатер копра на земле, поз. 3, ноги одновременно (втроем-вшестером) вводят в котлованы с лежнями и засыпаютгрунт обратно, плотно его утрамбовывая.

Примечание: укрепление ног копра прямо на грунте вбитыми снаружи ломами или стальными прутьями крайне опасно!

Копер оборудуется подъемным и буровым воротами (поз. 1 и 2), блоком с крюком (поз. 1, 2, 4) и рычагом-качалкой для подъема бура, канатно-ударного бурения, осаживания обсадных труб и работы желонкой, поз. 2. Крюк блока и буры, имеющие рым (кольцо для крепления каната) привязываются якорным узлом (его еще называют рыбацкий штык, поз. 1 на рис. справа), а длинномерные грузы – грузовым узлом, поз. 2 там же.

Шурф

Установив копёр, крюк с компактной тяжестью (кувалда напр.) опускают до земли, именно здесь и начнется ствол. Вокруг этой точки копают (забивают) шурф размерами примерно 1,5х1,5х1,5 м. В шурфе так же отмечают точку старта и бурят первые 3-4 м шнеком, постоянно выверяя его вертикальность. Это крайне ответственная операция, от первых метров зависит судьба всей скважины! Далее, если бурение будет на глубину более 7 м, весьма желательно установить кондуктор – трубу диаметра большего, чем диаметр затрубного пространства ствола скважины. Кондуктор тщательно выверяют на вертикаль и бетонируют.

Примечание: Внимание! Выбирая размеры скважины, буров и труб, привязывайте их к калибру погружного насоса! Зазор между его корпусом и ближайшей стенкой должен быть не менее 7 мм или по ТУ на агрегат. Самый распространенный калибр бытовых погружных насосов – 86 мм.

Проходка

Способы бурения разными снарядами на разных грунтах описаны выше. Проблемы могут возникнуть, кроме валунов, с плотной сухой глиной, это очень вредная порода. Справиться с ней можно по-разному, напр., как показано здесь:

Видео: бурение скважины на воду в плотной глине

В общем, для проходки плотной глины используют вращательно-ударное или канатно-ударное гидробурение, см. рис.справа. Качать воду, которой пока еще нет, не обязательно. Можно просто вылить в обсадку несколько ведер, подождать с полчаса или меньше, и пробовать, что лучше возьмет – стакан или ложка. Шнеком можно не пробовать, его глина возьмет.

Обсадка и колонна

Буровую колонну собирают из стальных труб диаметром около 80 мм и со стенками толщиной от 4 мм. Будете вы брать готовые буровые колена или делать их самостоятельно, обратите внимание на способ соединения. Для ручного бурения пригодны только соединения штыковыми муфтами! Резьбовые и замковые любого вида не годятся: штангу неизбежно придется когда-то да поворачивать в обратную сторону и штанга развинтится, а замок разойдется при любом виде ударного бурения.

В процессе бурения, как уже сказано, монтируются и обсадные трубы. В наше время уже и в профессиональном бурении на небольшие глубины практически безальтернативным вариантом стали пластиковые, но нужно брать специальные обсадные:

• Легки, можно ворочать в одиночку.
• Выдерживают принудительное осаживание и давление грунта с усилием до 5 тс.
• Практически не тормозят внутренний фильтр, см. далее, при его установке.
• Не коррозируют и не портят воду весь свой срок службы, до 50 лет.

Единственно, чего боится пластиковая обсадка, так это повреждения изнутри буровой штангой. Поэтому желательно использовать центраторы буровых труб, см. рис. справа, по 1-му на каждые 3-5 м штанги. Самые дешевые – стальные пружинные, они вполне подойдут. Что до сложных с турбулизаторами и пр., то они для профессионального гидробурения.

Обсыпка

По мере заглубления обсадки в ствол в затрубное пространство необходимо подсыпать мелкий гравий. Гравийная обсыпка скважины на воду намного ускорит ее раскачку и продлит срок службы. А скважина на песок без подсыпки может оказаться вообще неработоспособной.

Есть вода!

О достижении водоносного слоя скважиной-иглой судят по увеличению скорости проходки, а проверяют наличие воды манеркой – отрезком заваренной с одного конца стальной трубы, опускаемой в скважину на шнуре. С остальными скважинами проще: как бур в очередной раз вынес влажный грунт, значит – есть вода. Остается определиться, нужно ли заглубляться еще. Для этого центробежным погружным насосом (вибрационный в такой жиже сразу забьется) выкачивают несколько ведер. Если в 5-м ведре вода заметно не посветлела, нужно заглубиться еще на 0,5 м (1 цикл бурения) и опять проверить. Если заглубились уже на 2 м, а проба все та же – все, большего дебета не будет, и придется смириться с долгой раскачкой. Также, если скорость проходки вдруг упала (а засечь ее неопытному бурильщику при любом способе бурения, кроме вращательного, очень трудно), то бурение немедленно прекращают – мы на дне пласта, скважина будет совершенной.

Примечание: по прекращении бурения или при его перерыве штангу с буром непременно извлекают, иначе затянет в землю.

Раскачка

Забуренная скважина еще не даст воду в нужном количестве и качестве. Для этого необходимо или вскрыть водоносный пласт, или раскачать скважину. Вскрытие пласта позволяет получить питьевую воду в течение суток. Оно требует большого количества чистой воды, сложного и дорогого оборудования. К сведению: вскрытие проводится прямым и обратным способами. При прямом воду закачивают под давлением в обсадную трубу и выкачивают буровой раствор из затрубного пространства. При обратном воду подают самотеком «за трубу» и выкачивают раствор из ствола. Прямое вскрытие происходит быстрее, но сильнее нарушает структуру пласта и скважина служит меньше. Обратное – наоборот. Имейте в виду при переговорах с буровиками, если будете заказывать скважину.

Раскачка скважины занимает несколько дней, но может производиться обычным бытовым погружным центробежным насосом; вибрационный не годится по причинам, указанным выше. Для раскачки сначала желонкой удаляют из скважины ил; как работать желонкой, можно посмотреть в видео ниже:

Видео: чистка (раскачка) скважины самодельной желонкой

Дальнейшее несложно: воду полностью откачивают каждый раз, как ее наберется достаточно, чтобы покрыть насос. Полезно перед включением несколько раз поднять-опустить его на кабель-тросе, чтобы взмутить остаточный ил. Раскачку можно делать и манеркой, но черпать замаешься, и уйдет на нее недели две.

Примечание: по мере раскачки гравийная засыпка будет оседать; ее надо восполнять, подсыпая.

Раскачка скважины считается законченной, когда прозрачность воды поднимется до 70 см. Проверяют ее белым эмалированным или фаянсовым диском диаметром 15 см (блюдце, крышка от кастрюльки) в непрозрачном сосуде, напр. чистой бочке. Когда края диска при погружении начинают расплываться – стоп, уже непрозрачность. Смотреть на диск нужно строго вертикально. По достижении прозрачности пробу воды сдают на анализ и, если все ОК, бетонируют или замыкают глиной затрубное пространство, и ставят фильтр.

Фильтр

Скважинный фильтр – основное устройство, обеспечивающее качество воды из нее. И вместе с тем – наиболее подверженный износу ее узел, поэтому к выбору скважинного фильтра нужно отнестись со всей ответственностью.

Артезианскую воду забирают без фильтрации. Для скважины на известняк чаще всего достаточно простого решетчатого фильтра в виде перфорации на нижнем колене обсадки; она же послужит основой фильтра скважины на песок. Требования к перфорации таковы:

• Диаметр отверстий – 15-20 мм, до 30 мм смотря по грунту.
• Скважность фильтра (отношение общей площади отверстий к площади занимаемой ими поверхности) – 0,25-0,30, для чего расстояние между центрами отверстий берут в 2-3 раза больше их диаметра.
• Расположение отверстий – поперечными рядами в шахматном порядке.
• Общая площадь всех отверстий – не менее площади поперечного сечения просвета обсадной трубы.

Для скважины на песок необходима еще, во-первых, гравийная засыпка; в данном случае именно она обеспечивает долговременное качество воды, как и в колодце. Ввиду этого в продаже имеются скважинные фильтры со слоем гравия, включенным в состав конструкции. Худа от них не бывает, но ствол скважины нужен большего диаметра, что затрудняет проходку, и без внешней засыпки скважина все равно быстро заиливается.

Далее, если следовать току воды, идет та же перфорированная труба, но теперь она будет несущим элементом, воспринимающим давление породы. Чтобы песок, который гравий плохо задерживает, не испортил весь водоводный тракт, нужен еще песочный фильтр. Он может быть внешним или наружным (слева на рис.) либо внутренним (справа там же). У внешних фильтров преимуществ три: минимальные диаметр и заиливание скважины и глубина установки насоса. Но они легко повреждаются при монтаже обсадки, неремонтопригодны и дороги, т.к. вследствие последнего обстоятельства должны выполняться из очень качественных материалов: сплавы на сетку и проволоку наружных скважинных фильтров стоят дороже серебра.

При установке насоса в скважину с внутренним фильтром ее дном считается его верхний обрез, поэтому объем однократного отбора воды серьезно снижается. Болезнь всех внутренних фильтров – усиленное заиливание скважины из-за просачивания воды в зазор между фильтром и обсадной трубой. Также вследствие этого срок службы фильтра сокращается, а износ насоса усиливается, т.к. в него попадает песок. Нередко поэтому насос помещают в отдельную трубу, насаженную на выход фильтра, что опять-таки требует увеличения диаметра скважины.

Оптимальный вариант – присоединение насоса непосредственно к выходному патрубку фильтра, тогда и заиливание, и запесочивание прекращаются. Но для этого нужен центробежный насос с заборным патрубком на днище, что намного его усложняет и удорожает, а напор вибрационных часто оказывается мал для скважин на песок.

Фильтрующие элементы песочных фильтров иногда делают самостоятельно из ПВХ труб, нержавеющих пружин и полимерной сетки, см. рис. слева, но фильтруют они плохо и служат недолго. Лучше взять хороший покупной фильтр, уж больно тяжелы условия его работы, а вынуть его, как говорится, целое дело. В таком случае возможны в основном 3 варианта, см. рис:

1. Полимерный наборно-кольцевой фильтр. Дешевле прочих, но служит меньше и склонен к заиливанию, зато ремонтопригоден: можно поднять и перебрать, заменив плохие кольца. Требует увеличенного диаметра скважины;
2. Трубчато-проволочный с обмоткой из профилированной проволоки. Немного дороже полимерного, но служит долго и не заиливается. Для ремонта не нужна переборка, достаточно промыть наверху. Был бы оптимальным, если бы не одно «но»: неоднократно отмечены случаи жульничества и производителей, и торговцев, и буровиков – как полностью нержавеющие подаются фильтры, в которых продольные стержни сделаны из обычной оцинкованной проволоки. Проверить, не разломав фильтр, невозможно, но в воде вскоре появляются вредные примеси, а затем стержни полностью ржавеют, обмотка сползает, и весь фильтр приходится менять.
3. Безопорные сварные фильтры, проволочные и щелевые. Были бы идеальными (последние выдерживают и осадку в ствол снаружи на трубе), если бы не цена: делаются из той самой профилированной нержавеющей проволоки, что стоит примерно как серебро.

Обустройство и автоматика

Для подачи воды в дом скважину необходимо обустроить и взаимно согласовать с водопроводом. Обустройство скважины водоснабжения в последние годы претерпело радикальные изменения. Традиционная схема (см. рис. справа) – кессон, бетонный или стальной, или каменный приямок, требующий большого объема дополнительных земляных работ и полезной земельной площади под себя, уходит в прошлое. Сейчас скважины на воду все чаще оборудуются скважинными адаптерами, см. рис. ниже. Поставить адаптер дело довольно кропотливое, но с кессонно-приямочной маетой несравнимое:

• Как только пошла вода, по скорости ее осветления судят, насколько еще можно углубиться, и обрезают в размер сверху последнюю обсадную трубу.
• Перед ее установкой траншею к дому на глубину, большую нормативной глубины промерзания грунта.
• В трубе заранее сверлят отверстие под адаптер и ставят его, заглушив патрубки. Если ставить прямо в скважине, может туда булькнуть.
• Ставят трубу и добуриваются, ориентировав выход адаптера в траншею на глубине больше глубины промерзания.
• Раскачивают скважину, ставят фильтр, опускают насос, подключают подающую трубу насоса и транзитную в дом к штуцерам адаптера, прокладывают кабель насоса.
• Ставят крышку скважины, когда вода пошла в бак, засыпают траншею – все.

Водоснабжение частного дома из скважины имеет свои особенности, но они не помешают потом подключиться к коллективному водопроводу или запитаться водой из колодца. Переделывать ничего не придется, только надежнее будет.

Во-первых, необходим напорно-накопительный бак. Дебет не артезианской скважины может по непонятным причинам падать вплоть до полного прекращения, а потом вода вновь идет как ни в чем не бывало. Во-вторых, за баком по току воды нужен как минимум 2-х ступенчатый мембранный фильтр. В коммунальных водопроводах качество воды непрерывно контролируется, чего дома нет. А вдруг где-то в зоне питания пласта техногенная авария или несанкционированный сброс загрязнений? Все уже и забыли, когда это было, а плохая вода как раз подошла к скважине.

Наконец, домовый водопровод должен соответствовать принципу постепенного равномерного отбора воды, о котором говорилось в начале. Кооперироваться с соседями, как при постройке общего септика, в данном случае не лучший выход. Вдруг дебета на всех не хватит, вместо сообщества будет склока. Т.е. нужна автоматика, включающая насос на подкачку, едва кто-то где-то кран открыл.

Тут возможны 2 варианта. Первый – напорный бак с поплавковым краном на теплом чердаке. Всей автоматики – шток, проходящий во втулке сквозь крышку бака и опирающийся на рычаг поплавка, да микровыключатель (микрик) на 6-10 А с нормально замкнутыми контактами в цепи электропитания насоса. Пока бак полон – шток давит на рычажок микрика, насос обесточен. Чуть пошла вода в дом – шток опустился, микрик сработал, насос пошел качать.

Однако, во-первых, нужно утеплять чердак, что стоит немалого труда и средств. Второе – насос, от него потребуется лишних метров 4-5 напора, а для 2-этажного дома и все 8-9, так что и насос оказывается дорогим. В-третьих, протечка бака или неисправность поплавка приведут как минимум к замоканию потолка. Поэтому более дешевой и надежной выходит все-таки современная автоматика для скважин водоснабжения, управляемая микроконтроллером, отслеживающим расход, давление воды и периодичность включения насоса. Домовый водопровод тогда выполняется с герметичным мембранным накопительным баком в подвале.

Послесловие

Еще живы буровые мастера, когда-то осваивавшие Тюмень с Уренгоем. Геофизической аппаратуры, строящей на дисплее компьютера 3D картинку того, что в земле, и полностью роботизированных буровых тогда не было, но они и так видели сквозь землю своей интуицией, опытом и были на «ты» со всеми духами недр. А тогдашние министры и члены политбюро, спеси у которых было поболее, чем у старозаветных бояр и удельных князей, к этим асам обращались на «вы» по имени-отчеству и почтительно здоровались с ними за руку.

Так вот, у любого из старых буровиков-зубров есть на счету неудачные скважины, чего они не стесняются – работа такая. Что ж тогда говорить начинающим, действующим самостоятельно? Не обескураживайтесь неудачей, вдруг первая скважина окажется пустой, или обрушится, или бур застрянет. Не без того в буровом деле. Но досада и разочарование моментально схлынут под мощным напором, как сейчас говорят, позитива, едва только ваша скважина даст воду.